[发明专利]一种熔盐堆及其应用和运行方法

权利要求书

1.一种熔盐堆，其特征在于，所述熔盐堆包括堆芯容器和至少一个螺旋盘管；所述螺旋盘管设于所述堆芯容器中；

所述螺旋盘管的内部为中空结构，且包括自所述螺旋盘管的顶部入口端起沿所述螺旋盘管的纵轴线呈螺旋形向下延伸至底端面的下降管路，以及沿所述螺旋盘管的底端面向上折返延伸至所述螺旋盘管的顶部出口端的上升管路，所述下降管路和所述上升管路在所述螺旋盘管的底端面处连通。

2.如权利要求1所述的熔盐堆，其特征在于，所述堆芯容器内沿轴线向外依次设有反射层、屏蔽层和保温层；

和/或，所述堆芯容器设有进口和出口，用于通入和排出堆芯燃料盐和保护气；

和/或，所述反射层中设有至少两个控制鼓，较佳地，所述控制鼓沿所述堆芯容器的中心线对称分布；

和/或，所述螺旋盘管为单侧螺旋盘管或双侧螺旋盘管；

和/或，所述堆芯容器包括停堆棒，所述停堆棒设于所述堆芯容器的中心。

3.如权利要求1所述的熔盐堆，其特征在于，所述入口端和所述出口端分别与能量转化系统连接；

较佳地，当所述螺旋盘管为一个时，所述螺旋盘管的入口端和出口端与所述能量转化系统直接连接；

较佳地，当所述螺旋盘管为至少两个时，所述堆芯容器内的上部设有一汇集室，所述汇集室通过一隔板分为冷流体汇集室和热流体汇集室，并与所述能量转化系统相连；各所述螺旋盘管的入口端与所述冷流体汇集室相连，各所述螺旋盘管的出口端均与所述热流体汇集室相连。

4.如权利要求3所述的熔盐堆，其特征在于，所述能量转换系统为斯特林发电系统、布雷顿循环系统和高温制氢储能系统中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的熔盐堆，其特征在于，所述螺旋盘管的内壁和/或外壁为光滑、螺纹、波纹、槽或凸起结构中的一种或多种；

和/或，所述螺旋盘管为圆管或扁管；

和/或，所述螺旋盘管的壁厚为1～3mm；

和/或，所述螺旋盘管的螺距相等；

和/或，当所述螺旋盘管的数量为至少两个时，各所述螺旋盘管的管径相同；各所述螺旋盘管之间的间距相同；

和/或，当各所述螺旋盘管的直径相等时，各所述螺旋盘管的中轴线在一圆形的圆周上或一正三角形的边长上；较佳地为各所述螺旋盘管的中轴线在同心圆的圆周上；

和/或，当各所述螺旋盘管的直径不相等时，各所述螺旋盘管的中轴线在一圆形的圆周上或一正三角形的边长上或按同心环排列；

和/或，所述堆芯容器中还设有至少两个定距柱，各所述定距柱之间夹设有一螺旋盘管；

和/或，所述堆芯容器的底部有定距块或凹槽，用于固定所述螺旋盘管；

和/或，所述堆芯容器的材料为耐高温熔盐腐蚀和辐照的金属材料，较佳地为哈氏合金；

和/或，所述螺旋盘管的材料为高热导率耐高温腐蚀辐照材料，所述高热导率耐高温腐蚀辐照材料的导热系数为11W/(m·K)以上，例如12～220W/(m·K)。

6.如权利要求5所述的熔盐堆，其特征在于，所述螺旋盘管的材料为铬合金、铁碳合金、钛合金和镍合金中的一种或多种；其中，

较佳地，当所述螺旋盘管的材料为铬合金时，所述铬合金为不锈钢；

较佳地，当所述螺旋盘管的材料为铁碳合金时，所述铁碳合金为钢。

7.一种权利要求1～6中任一项所述的熔盐堆在陆基机动、深海探测或能源供应中的应用。

8.一种熔盐堆的运行方法，其特征在于，其采用如权利要求1～6任一项所述的熔盐堆，用含有冷却剂的所述螺旋盘管进行换热。